三星堆遺址的年代跨度很大，根據科學測定，其歷史可以追溯到三千到五千年前的不同時期。具體來說：
第一期：相當於石器時代晚期，距今約4740至4070年。
第二期：相當於夏代到商代前期，距今約4070至3600年。
第三期：相當於商代中晚期，距今約3600至3200年。
第四期：大約處在商代末期到周代初期，距今約3200至2875年。
此外，三星堆祭祀區的考古發掘結果顯示，祭祀坑的年代大多數為商代晚期，大約距今3200年至3000年。特別是4號坑的測年結果，有95.4%的機率在距今3148—2966年左右，這屬於商代晚期的時間範圍。
值得一提的是，三星堆遺址的形成年代與祭祀坑的埋藏年代是有區別的。遺址的年代漫長且文化面貌不斷變化，而祭祀坑的埋藏年代則相對明確，為商代末期。